Première mise en évidence du processus de désexcitation nucléaire par conversion interne entre deux états liés

La conversion interne est un processus électromagnétique par lequel un état nucléaire se désexcite en éjectant l’un de ses électrons atomiques. Ce processus n’est possible que si l’énergie nucléaire libérée est plus grande que celle qui lie l’électron à l’atome. Un autre mode de désexcitation du noyau est cependant possible lorsque l’énergie de la transition nucléaire est plus petite que l’énergie de liaison des électrons : le noyau peut se désexciter par conversion interne vers des états atomiques liés (BIC: Bound Internal Conversion).
Ce mécanisme a été démontré pour la première fois dans le noyau de 125Te qui possède un état excité à 35,492 keV qui décroît essentiellement par conversion interne dans son atome neutre. Si on ionise cet atome, à partir de la charge Q=45, l’énergie de liaison des électrons de la couche K dans l’ion Te, devient supérieure à 35,581 keV, interdisant alors la conversion interne.
Des mesures de la demi-vie de ce premier état excité du 125Te faites au GANIL montrent que cette dernière passe de 1,5 ns pour Q=0 à 6 ± 1 ns pour Q=47 et 11 ± 2 ns pour Q=48 démontrant l’existence d’un blocage énergétique de la conversion interne induisant une forte augmentation de la période. Mais cette augmentation de demi-vie n’intervient pas aux états de charge attendus Q=45 et Q=46 à cause de la conversion interne vers des états liés présente chez ces deux ions. Ces mesures de demi-vie associées à la spectrométrie des photons X et gammas émis par les ions 125Te45+ et 125Te46+ démontrent l’existence du processus BIC.

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